Thiết kế phân xưởng sản xuất etylen

Thiết kế phân xưởng sản xuất etylen (104 trang) Đề cương đề tài mã số: LV1072 LỜI MỞ ĐẦU Etylen là chất có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong công nghiệp hoá học, etylen được dùng làm nguyên liệu tổng hợp các hợp chất hữu cơ. Qua các thời kỳ phát triển, đã có nhiều công nghệ sản xuất etylen được áp dụng với nhiều nguyên liệu khác nhau và với mục đích khác nhau. Tuy nhiên phương pháp sản xuất etylen từ etan là hiệu quả nhất, việc sử dụng etan cho phép giảm đầu tư cho sản xuất etylen. Phương pháp nhiệt phân từ etan cho hiệu suất sản phẩm cao, ít tiêu tốn nguyên liệu, ít tạo cốc trên bề mặt của thiết bị… Công nghệ sản xuất etylen từ dầu khí chủ yếu là khí thiên nhiên đã được biết từ lâu, đây là nguồn nguyên liệu có sẳn. Công nghệ này có tính kinh tế cao, không gây ô nhiễm môi trường và rất hợp cho xu thế hiện nay. Etylen được sản xuất bằng cracking hơi nước từ các hợp chất hydrocacbon bao gồm: etan, propan, butan, Naphtan khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) và dầu gasoil… Sự phát triển gần đây tập trung chủ yếu vào việc điều khiển vi tính thiết kế lò phản ứng, sản lượng Etylen bằng phương pháp cracking nhiệt độ cao, số lần phản ứng phụ ít, hệ thống làm nguội nhanh. PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Chương I. Giới thiệu chung vế khí tự nhiên và ứng dụng của nó 2 I. Giới thiệu chung 2 II. Chế biến sử dụng khí thiên nhiên trên thế giới 4 III. Chế biến sử dụng khí thiên nhiên ở Việt Nam 4 Chương II. Giới thiệu chung về Etylen 6 I. Sơ lược về lịch sử phát triển etylen trên thế giới 6 II. Tính chất lý hoá của etylen 7 1. Tính cất vật lý của etylen 7 2. Tính chất hóa học của etylen 8 3. Ứng dụng của etylen 13 Chương III. Nguyên liệu để sản xuất eytlen 15 I. Sản xuất eytlen từ metan 16 II. Sản xuất eytlen từ etan 18 III. Sản xuất etylen từ propan 21 IV. Sản xuất etylen từ butan 22 V. Sản xuất etylen từ naphtha 23 VI. Sản xuất eytlen từ xăng trưng cất trực tiếp 25 VII. Sản xuất etylen bằng cách cracking hơi nước từ các hydrocabon 26 VIII. Sản xuất etylen bằng phương pháp dehydo hoá từ rượu etylic 28 IX. Các sản phẩm phụ khi sản xuất etylen 29 Chương IV. Cơ sở lý thuyết của quá trình sản xuất etylen 30 I. Cơ sở lý hoá của quá trình Cracking và nhiệt phân 30 I.1. Tính ổn định nhiệt của hydrocacbon 30 I.2. Cơ chế phản ứng của quá trình nhiệt phân 31 II. Động học của quá trình nhiệt phân 32 III. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Cracking nhiệt 33 1. Nguyên liệu 34 2. Nhiệt độ 35 3. Áp suất 36 4. Thời gian lưu 37 Chương V. Công nghệ sản xuất etylen 38 I. Sơ đồ nguyên lý chung của quá trình sản xuất 38 II. Một số dây chuyền công nghệ sản xuất etylen hiện đại 44 II.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất etylen do hãng ABB Lummus Global 44 II.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất etylen do hãng Linde AG 47 II.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ do hãng Stone, Wesster Engineering Corp sản xuất 48 II.4. Sơ đồ công nghệ do hãng Technip, Kti, Technipetrol 50 II.5. Sơ đồ công nghệ của hãng M.W.Kellogg [20] 52 III. Một số quá trình và thiết bị chính trong công nghệ sản xuất etylen 54 III.1. Lò Cracking nhiệt 54 III.1.1. Phân loại 54 III.1.2. Các lò Cracking nhiệt được sử dụng hiện nay 56 III.2. Thiết bị tôi luyện sản phẩm và quá trình tôi khí Cracking nóng 59 III.2.1. Các yêu cầu của thiết bị tôi luyện 60 III.2.2. Một số thiết bị tôi luyện hiện đại 60 IV. Quá trình tách và tinh chế etylen 62 PHẦN II. TÍNH TOÁN I. Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng 65 I.1. Cân bằng vật chất của lò nhiệt phân 65 I.2. Tính cân bằng nhiệt lượng của lò nhiệt phân 68 II. Tính toán một số kích thước cơ bản của lò ống nhiệt phân 79 II.1. Xác định bề mặt đun nóng và một số kích thước cơ bản của buồng bức xạ 79 II.2. Tính bề mặt đối lưu đun nóng của lò và kích thước một số buồng đốt đối lưu 83 PHẦN III. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG I. Chọn địa điểm xây dựng 86 II. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 86 III. Ưu nhược điểm của nguyên tắc phân vùng 87 III.1. Ưu điểm 87 III.2. Nhược điểm 87 PHẦN IV. TÍNH TOÁN KINH TẾ I. Các loại chi phí 90 II. Xác định hiệu quả kinh tế 94 PHẦN V. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG I. An toàn lao động trong phân xưởng sản xuất etylen 95 II. Những yêu cầu về phòng chống cháy nổ 96 III. Những biện pháp tổ chức để đảm bảo an toàn cháy nổ 96 IV. Yêu cầu đối với bảo vệ môi trường 97 KẾT LUẬN 98 Tài liệu tham khảo 100